特許 7553943 飛行体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-10

(45)【発行日】2024-09-19

(54)【発明の名称】飛行体

(51)【国際特許分類】

   B64C 27/28 20060101AFI20240911BHJP

   B64C 27/08 20230101ALI20240911BHJP

   B64C 27/26 20060101ALI20240911BHJP

【ＦＩ】

B64C27/28

B64C27/08

B64C27/26

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2020173666

(22)【出願日】2020-10-15

(65)【公開番号】P2022065252

(43)【公開日】2022-04-27

【審査請求日】2023-10-04

(73)【特許権者】

【識別番号】520401550

【氏名又は名称】ｑｕｉｎｔｕｐｌｅ ａｉｒ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002273

【氏名又は名称】弁理士法人インターブレイン

(72)【発明者】

【氏名】北間 章司

【審査官】諸星 圭祐

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１９／０３６０１１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１９／０１００３０３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０３７０６２９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１９／１２６６６８（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６４Ｃ ２７／０８

Ｂ６４Ｃ ２７／２６ －２７／２８

Ｂ６４Ｕ １０／１４

Ｂ６４Ｕ １０／２０

Ｂ６４Ｕ ３０／２９７

Ｂ６４Ｕ １０１／６１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

機体の前部に設けられたフロントロータと、
前記機体の後部に設けられたリアロータと、
前記機体に対して前記フロントロータの角度を第１範囲内で変更するフロント偏向機構と、
前記機体に対して前記リアロータの角度を第２範囲内で変更するリア偏向機構と、
前記機体に設けられ、輸送対象を収容する本体モジュールと、
前記機体の左右に設けられた主翼と、
を備え、
前記フロントロータおよび前記リアロータが前記主翼には設けられておらず、
前記フロントロータが、前記機体における前記主翼の前方に設けられ、
前記リアロータが、前記機体における前記主翼の後方に設けられ、
前記第１範囲は、前記フロントロータの回転面を含む平面が前記本体モジュールを横切らない範囲となるように設定され、
前記第２範囲は、前記リアロータの回転面を含む平面が前記本体モジュールを横切らない範囲となるように設定され、
前記第１範囲は、前記フロントロータの回転面を前記本体モジュールの上方に位置させる角度から、前記本体モジュールの前方に位置させる角度までの範囲であり、
前記第２範囲は、前記リアロータの回転面を前記本体モジュールの下方に位置させる角度から、前記本体モジュールの後方に位置させる角度までの範囲であり、
前記フロントロータおよび前記リアロータは、それぞれ前記機体に対して傾動可能なティルトロータであり、
前記フロントロータとその回転軸を含むフロントロータユニットの傾動の中心となる回動軸が、前記機体の前部かつ上部に設けられ、
前記リアロータとその回転軸を含むリアロータユニットの傾動の中心となる回動軸が、前記機体の後部かつ下部に設けられることを特徴とする飛行体。

【請求項2】

前記フロントロータは、前記本体モジュールの左右に一対設けられ、
前記リアロータは、前記本体モジュールの左右に一対設けられることを特徴とする請求項１に記載の飛行体。

【請求項3】

前記フロントロータは、その半径方向外側の周囲を覆うダクトを有さず、
前記リアロータは、その半径方向外側の周囲を覆うダクトを有しないことを特徴とする請求項１又は２に記載の飛行体。

【請求項4】

巡航時において、前記フロントロータの軸線と前記リアロータの軸線とが平行となり、かつ、前記フロントロータの軸線が前記リアロータの軸線よりも高位置にあることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の飛行体。

【請求項5】

機体の前部に設けられたフロントロータと、
前記機体の後部に設けられたリアロータと、
前記機体に対して前記フロントロータの角度を第１範囲内で変更可能なフロント偏向機構と、
前記機体に対して前記リアロータの角度を第２範囲内で変更可能なリア偏向機構と、
前記機体に設けられ、輸送対象を収容する本体モジュールと、
前記フロント偏向機構および前記リア偏向機構を制御するプロセッサと、
前記機体の左右に設けられた主翼と、
を備え、
前記フロントロータおよび前記リアロータが前記主翼には設けられておらず、
前記フロントロータが、前記機体における前記主翼の前方に設けられ、
前記リアロータが、前記機体における前記主翼の後方に設けられ、
前記第１範囲は、前記フロントロータの回転面を前記本体モジュールの上方に位置させる角度から、前記本体モジュールの前方に位置させる角度までの範囲であり、
前記第２範囲は、前記リアロータの回転面を前記本体モジュールの下方に位置させる角度から、前記本体モジュールの後方に位置させる角度までの範囲であり、
前記フロントロータおよび前記リアロータは、それぞれ前記機体に対して傾動可能なティルトロータであり、
前記フロントロータとその回転軸を含むフロントロータユニットの傾動の中心となる回動軸が、前記機体の前部かつ上部に設けられ、
前記リアロータとその回転軸を含むリアロータユニットの傾動の中心となる回動軸が、前記機体の後部かつ下部に設けられ、
前記プロセッサは、
前記フロントロータの回転面を含む平面が前記本体モジュールを横切らないように前記フロント偏向機構を制御し、
前記リアロータの回転面を含む平面が前記本体モジュールを横切らないように前記リア偏向機構を制御することを特徴とする飛行体。

【請求項6】

前記プロセッサは、
垂直離着陸時には、前記フロントロータの回転面を前記本体モジュールの上方に位置させるよう前記フロント偏向機構を制御するとともに、前記リアロータの回転面を前記本体モジュールの下方に位置させるように前記リア偏向機構を制御し、
巡航時には、前記フロントロータの回転面を前記本体モジュールの前方に位置させるよう前記フロント偏向機構を制御するとともに、前記リアロータの回転面を前記本体モジュールの後方に位置させるように前記リア偏向機構を制御することを特徴とする請求項５に記載の飛行体。

【請求項7】

前記プロセッサは、
巡航時において機体姿勢を前記機体の機首を下げる方向に変更する場合には、前記フロントロータの回転数を前記機体のピッチングモーメントがバランスする前記フロントロータのバランス回転数よりも高くなるように制御し、
巡航時において機体姿勢を前記機体の機首を上げる方向に変更する場合には、前記フロントロータの回転数を前記バランス回転数よりも低くなるように制御することを特徴とする請求項６に記載の飛行体。

【請求項8】

前記フロントロータは、フロントレフトロータとフロントライトロータを備え、
前記リアロータは、リアレフトロータとリアライトロータを備え、
前記プロセッサは、
巡航時において機体姿勢を前記機体の機首を右向き方向に変更する場合には、前記フロントレフトロータと前記リアレフトロータの回転数を前記フロントライトロータと前記リアライトロータの回転数よりも高くなるように制御し、
巡航時において機体姿勢を前記機体の機首を左向き方向に変更する場合には、前記フロントレフトロータと前記リアレフトロータの回転数を前記フロントライトロータと前記リアライトロータの回転数よりも低くなるように制御することを特徴とする請求項６又は７に記載の飛行体。

【請求項9】

前記フロントロータは、フロントレフトロータとフロントライトロータを備え、
前記リアロータは、リアレフトロータとリアライトロータを備え、
前記プロセッサは、
巡航時において機体姿勢を前記機体が右に傾く方向に変更する場合には、前記フロントレフトロータと前記リアライトロータの回転数を前記フロントライトロータと前記リアレフトロータの回転数よりも高くなるように制御し、
巡航時において機体姿勢を前記機体が左に傾く方向に変更する場合には、前記フロントレフトロータと前記リアライトロータの回転数を前記フロントライトロータと前記リアレフトロータの回転数よりも低くなるように制御することを特徴とする請求項６～８のいずれかに記載の飛行体。

【請求項10】

機体の前部に設けられたフロントロータと、
前記機体の後部に設けられたリアロータと、
前記機体に対して前記フロントロータの角度を第１範囲内で変更するフロント偏向機構と、
前記機体に対して前記リアロータの角度を第２範囲内で変更するリア偏向機構と、
前記機体に設けられ、輸送対象を収容する本体モジュールと、
前記機体の左右に設けられた主翼と、
を備え、
前記フロントロータおよび前記リアロータが前記主翼には設けられておらず、
前記フロントロータが、前記機体における前記主翼の前方に設けられ、
前記リアロータが、前記機体における前記主翼の後方に設けられ、
前記第１範囲は、前記フロントロータの回転面を含む平面が、前記本体モジュールの予め定める破損回避領域を横切らない範囲となるように設定され、
前記第２範囲は、前記リアロータの回転面を含む平面が前記破損回避領域を横切らない範囲となるように設定され、
前記第１範囲は、前記フロントロータの回転面を前記本体モジュールの上方に位置させる角度から、前記本体モジュールの前方に位置させる角度までの範囲であり、
前記第２範囲は、前記リアロータの回転面を前記本体モジュールの下方に位置させる角度から、前記本体モジュールの後方に位置させる角度までの範囲であり、
前記フロントロータおよび前記リアロータは、それぞれ前記機体に対して傾動可能なティルトロータであり、
前記フロントロータとその回転軸を含むフロントロータユニットの傾動の中心となる回動軸が、前記機体の前部かつ上部に設けられ、
前記リアロータとその回転軸を含むリアロータユニットの傾動の中心となる回動軸が、前記機体の後部かつ下部に設けられることを特徴とする飛行体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、機体に対して傾斜角可変のロータを有する飛行体に関する。

【背景技術】

【0002】

垂直離着陸（ＶＴＯＬ）機は、垂直に離陸、ホバリング、着陸することができるため、固定翼機とは異なり、滑走路を必要としない。ヘリコプタはＶＴＯＬ機の一種であるが、固定翼機と比較して主翼を利用できないため、航続距離も制限される。この点、ティルトロータを備えるＶＴＯＬ機（ティルトロータ機）は、ＶＴＯＬモードと巡航モードとで機体に対するロータの角度が可変である。ティルトロータ機は、ＶＴＯＬモードにおいてロータを上下方向に向けることで上方への推力を生成する。巡航モードではロータを前後方向に向けることで前方への推力を生成する。このため、ヘリコプタの垂直揚力と固定翼機の巡航性能を併せ持つ。

【0003】

このようなティルトロータ機として、例えば機体の前部と後部にティルトロータを備えるものがある（特許文献１参照）。機体の中央には輸送対象を収容する本体モジュールが配置される。フロントロータは牽引ロータとして機能し、リアロータは推進ロータとして機能する。飛行モードがＶＴＯＬモードから巡航モードへ遷移するとき、フロントロータは機体の上方から前方へ傾動し、リアロータは機体の下方から後方へ傾動する。巡航モードからＶＴＯＬモードへ遷移するときには逆に、フロントロータは機体の前方から上方へ傾動し、リアロータは機体の後方から下方へ傾動する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】米国特許第１０６１８６５６号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、ＶＴＯＬ機は、ＶＴＯＬ時に低空でロータを回転させるため、ロータが樹木の枝などと干渉する可能性がある。運転モードにかかわらず、ロータが鳥などの飛来物と干渉する可能性がある。その干渉により飛散した異物が、遠心力によりロータの回転面（ロータの回転中にブレードが掃く面）に沿った方向に放たれ、本体モジュールを損傷させる虞がある。特に運転モードの遷移時にロータの回転面の方向が変化するため、異物の飛散方向に予測がつかないといった懸念もある。このような問題はＶＴＯＬ機に限らず、運転モードに応じてフロントロータとリアロータを機体に対して傾動させる飛行体であれば同様に生じ得る。

【0006】

本発明は、上記課題認識に基づいてなされた発明であり、その主たる目的は、飛行体のロータと異物が干渉しても、本体モジュールに悪影響を与えることを抑制することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明のある態様の飛行体は、機体の前部に設けられたフロントロータと、機体の後部に設けられたリアロータと、機体に対してフロントロータの角度を第１範囲内で変更するフロント偏向機構と、機体に対してリアロータの角度を第２範囲内で変更するリア偏向機構と、機体に設けられ、輸送対象を収容する本体モジュールと、を備える。第１範囲は、フロントロータの回転面を含む平面が本体モジュールを横切らない範囲となるように設定される。第２範囲は、リアロータの回転面を含む平面が本体モジュールを横切らない範囲となるように設定される。

【0008】

本発明の別の態様の飛行体は、機体の前部に設けられたフロントロータと、機体の後部に設けられたリアロータと、機体に対してフロントロータの角度を変更可能なフロント偏向機構と、機体に対してリアロータの角度を変更可能なリア偏向機構と、機体に設けられ、輸送対象を収容する本体モジュールと、フロント偏向機構およびリア偏向機構を制御するプロセッサと、を備える。プロセッサは、フロントロータの回転面を含む平面が本体モジュールを横切らないようにフロント偏向機構を制御し、リアロータの回転面を含む平面が本体モジュールを横切らないようにリア偏向機構を制御する。

【0009】

本発明のさらに別の態様の飛行体は、機体の前部に設けられたフロントロータと、機体の後部に設けられたリアロータと、機体に対してフロントロータの角度を第１範囲内で変更するフロント偏向機構と、機体に対してリアロータの角度を第２範囲内で変更するリア偏向機構と、機体に設けられ、輸送対象を収容する本体モジュールと、を備える。第１範囲は、フロントロータの回転面を含む平面が、本体モジュールの予め定める破損回避領域を横切らない範囲となるように設定される。第２範囲は、リアロータの回転面を含む平面が破損回避領域を横切らない範囲となるように設定される。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、飛行体のロータと異物が干渉しても、本体モジュールに悪影響を与えることを抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施形態に係る飛行体の外観を表す斜視図である。

【図2】ＶＴＯＬ機の構成を表す平面図である。

【図3】ＶＴＯＬ機の構成を表す正面図である。

【図4】ＶＴＯＬ機の構成を表す側面図である。

【図5】ロータユニットおよびその周辺の構成を模式的に表す図である。

【図6】ＶＴＯＬ機の電気的構成を概略的に表すブロック図である。

【図7】ＶＴＯＬモードから巡航モードへの切替制御を表す図である。

【図8】ロータの回転平面の変化を表す図である。

【図9】運転モードの切替処理を表すフローチャートである。

【図10】機体の姿勢制御処理を表すフローチャートである。

【図11】変形例に係るＶＴＯＬ機の構成を表す図である。

【図12】変形例に係る機体の姿勢制御処理を表すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施形態およびその変形例について、ほぼ同一の構成要素については同一の符号を付し、その説明を適宜省略する。

【0013】

本実施形態では、飛行体として電動のＶＴＯＬ機を例示する。このＶＴＯＬ機は、機体の中央部に胴体（「本体モジュール」に対応する）を備え、前部および後部にティルトロータを備える。運転モードの遷移時にフロントロータとリアロータが回動する際、各ロータの回転面を含む平面（以下「回転平面」ともいう）が胴体を横切らないよう、機体に対する各ロータの位置および回動方向が定められる。それにより、万が一ロータと異物が干渉したとしても、キャビンに損傷を与えることを防止又は抑制できる。以下、その詳細について説明する。

【0014】

図１は、実施形態に係る飛行体の外観を表す斜視図である。
ＶＴＯＬ機１は、機体の中央部に設けられた胴体２と、胴体２の左右に設けられた主翼４と、胴体２の後部に設けられた垂直尾翼６と、胴体２から下方に設けられた複数の車輪８を備える。ＶＴＯＬ機１は、また、機体の前部に設けられた左右一対のフロントロータ１０と、後部に設けられた左右一対のリアロータ１２を備える。

【0015】

ＶＴＯＬ機１は、本実施形態ではコックピットを有しない自動運転機（自動操縦機）であり、胴体２の内部にはキャビン１６が設けられている。キャビン１６には、輸送対象である乗客が搭乗する。その下方には、電子計器等を収容する装備品室１８、その他装備を収容する機器室２０などが設けられている。キャビン１６から外部を見渡せるよう、胴体２の前面および側面に複数の窓２２が設けられている。

【0016】

図２～図４は、ＶＴＯＬ機１の構成を表す図である。図２は平面図、図３は正面図、図４は側面図である。各図の（Ａ）は巡航状態を示し、（Ｂ）はＶＴＯＬ状態を示す。なお、以下の説明では、ＶＴＯＬ機１を機軸方向を基準に前後，左右，上下の位置関係や、ロータの回転方向を表現する。

【0017】

図２（Ａ）に示すように、胴体２の左右側面から一対の主翼４が延出している。主翼４は、翼型断面を有し、ＶＴＯＬ機１の巡航時に揚力を生み出す。本実施形態では、主翼４を翼端に向かって後退する後退翼とすることで、ＶＴＯＬ機１が高速で飛行するときの抗力を抑制し、安定性を向上させる。胴体２の前端上部には、左右に水平に延在するフロントロッド２４Ｆが設けられている。一方、胴体２の後端下部には、左右に水平に延在するリアロッド２４Ｒが設けられている。以下、フロントロッド２４Ｆとリアロッド２４Ｒを特に区別しない場合には、これらを「ロッド２４」と総称する。

【0018】

フロントロッド２４Ｆの左端にはロータユニット３０ＦＬ（フロントレフトロータユニット）が設けられ、右端にはロータユニット３０ＦＲ（フロントライトロータユニット）が設けられている。ロータユニット３０ＦＬはロータ３２ＦＬ（フロントレフトロータ）を有し、ロータユニット３０ＦＲはロータ３２ＦＲ（フロントライトロータ）を有する。ロータ３２ＦＬ，３２ＦＲは、フロントロータ１０として機能する。

【0019】

リアロッド２４Ｒの左端にはロータユニット３０ＲＬ（リアレフトロータユニット）が設けられ、右端にはロータユニット３０ＲＲ（リアライトロータユニット）が設けられている。ロータユニット３０ＲＬはロータ３２ＲＬ（リアレフトロータ）を有し、ロータユニット３０ＲＲはロータ３２ＲＲ（リアライトロータ）を有する。ロータ３２ＲＬ，３２ＲＲは、リアロータ１２として機能する。

【0020】

各ロータは、回転時に十分な推力を発揮できるよう、比較的大きな回転面を有する。本実施形態では、その回転面の直径が、胴体２の幅と同等以上となるように設計されている。一方、ＶＴＯＬ機１の軽量化を図るために、各ロータユニット３０にはロータの周囲を覆うようなダクト（防護壁）は設けられていない。

【0021】

ロータ３２ＦＬとロータ３２ＲＬは、巡航時において同軸状となり、それらの前後方向の投影が胴体２に差し掛からないように配設されている。同様に、ロータ３２ＦＲとロータ３２ＲＲも巡航時において同軸状となり、それらの前後方向の投影が胴体２に差し掛からないように配設されている。

【0022】

以下、ロータユニット３０ＦＬ，３０ＦＲを特に区別しない場合には、これらを「フロントロータユニット３０Ｆ」と称す。ロータユニット３０ＲＬ，３０ＲＲを特に区別しない場合には、これらを「リアロータユニット３０Ｒ」と称す。ロータユニット３０ＦＬ，３０ＦＲ，３０ＲＬ，３０ＲＲを特に区別しない場合には、これらを「ロータユニット３０」と総称する。ロータ３２ＦＬ，３２ＦＲ，３２ＲＬ，３２ＲＲを特に区別しない場合には、これらを「ロータ３２」と総称する。

【0023】

図５は、ロータユニットおよびその周辺の構成を模式的に表す図である。図５（Ａ）は図２（Ａ）のＡ部拡大に対応し、図５（Ｂ）は図２（Ｂ）のＡ部拡大に対応する。
図５（Ａ）に示すように、ロータユニット３０は、中空の本体３３に第１モータ３４および第２モータ３６を内蔵する。本体３３の一端にロータ３２が回転可能に支持されている。第１モータ３４は、ロータ３２の回転軸３８に接続されている。第１モータ３４を駆動することにより、ロータ３２が回転軸３８の軸線Ｌを中心に回転する。第２モータ３６は、ロッド２４から延びる中心軸４０と図示略の減速機等を介して接続されている。

【0024】

図５（Ｂ）にも示すように、第２モータ３６を駆動することにより、ロータユニット３０そのものが、中心軸４０の軸線（後述の軸線Ｌ１，Ｌ２）を中心に回動する。軸線Ｌ１，Ｌ２は水平軸である。軸線Ｌ１を中心にフロントロータユニット３０Ｆ（つまりフロントロータ１０）を回動させる機構が「フロント偏向機構」に該当する。軸線Ｌ２を中心にリアロータユニット３０Ｒ（つまりリアロータ１２）を回動させる機構が「リア偏向機構」に該当する。ロータ３２は、その中心から放射状に延びる複数のブレード４２を有する。ロータ３２の回転により、これらのブレード４２が回転面を形成する。本実施形態ではブレード４２を等間隔に４つ設けているが、その数については適宜設定できる。

【0025】

図２に戻り、ロータユニット３０ＦＬおよびロータユニット３０ＦＲは、それぞれフロントロッド２４Ｆの軸線Ｌ１を中心に９０度の範囲で回動可能である。すなわち、フロントロータユニット３０Ｆは、フロントロータ１０が前方を向く巡航時角度（図２（Ａ））と、上方を向くＶＴＯＬ時角度（図２（Ｂ））との間（第１範囲）で連続的に回動する。

【0026】

一方、ロータユニット３０ＲＬおよびロータユニット３０ＲＲは、それぞれリアロッド２４Ｒの軸線Ｌ２を中心に９０度の範囲で回動可能である。すなわち、リアロータユニット３０Ｒは、リアロータ１２が後方を向く巡航時角度（図２（Ａ））と、下方を向くＶＴＯＬ時角度（図２（Ｂ））との間（第２範囲）で連続的に回動する。

【0027】

図２（Ａ）に示すように、ＶＴＯＬ機１は、主翼４を除くと、平面視において胴体２の中心に対してほぼ点対称な構造を有する。一方、主翼４が後退翼であり、その翼端に向かうほど翼幅が小さくなるが、主翼４の基端が胴体２の中心よりもやや前方に位置する。このため、一対の主翼４の重量は胴体２の中心付近でバランスする。このような構成により、ＶＴＯＬ機１の重心Ｇが平面視において胴体２のほぼ中心に位置することとなり、バランスがとりやすくなっている。また、胴体２に対して主翼４が相当大きいため、巡航時において揚力を維持し易い。このため、ロータの出力を節約できるといった利点もある。

【0028】

図２（Ｂ）に示すように、ＶＴＯＬ時には、４つのロータ３２の軸線Ｌが、平面視において略正方形の４つの頂点にそれぞれ位置するような配置構成となる。その正方形のほぼ中心に重心Ｇが位置することとなる。それにより、ＶＴＯＬ機１がＶＴＯＬ時にバランスを保ちやすくなる。

【0029】

図３（Ａ）に示すように、巡航モードにおいて、フロントロータ１０は、その軸線Ｌが胴体２のほぼ上端の高さに位置する。一方、リアロータ１２は、その軸線Ｌが胴体２のほぼ下端の高さに位置する。一対の主翼４は、胴体２の下部側面から左右に延出している。このような構成により、ＶＴＯＬ機１の重心Ｇは、胴体２の中心よりもやや下方に位置する。それにより、ＶＴＯＬ機１の巡航時に作用する揚力と重力とのバランスを安定に保ちやすくされている。

【0030】

フロントロータ１０について、ロータ３２ＦＬは反時計回りに回転し、ロータ３２ＦＲは時計回りに回転する。リアロータ１２について、ロータ３２ＲＬは時計回りに回転し、ロータ３２ＲＲは反時計回りに回転する。このように、４つのロータ３２について、左右で互いに反対向きに回転し、また前後で互いに反対向きに回転するように設定することで、ＶＴＯＬ機１に作用するカウンタートルクを相殺し、巡航時の安定性を図っている。

【0031】

巡航モードにおけるＶＴＯＬ機１の姿勢制御は、以下のように行われる。
ピッチ姿勢を変更する場合、表１に示す制御がなされる。

【表1】

【0032】

本実施形態では、ＶＴＯＬ機１の重心Ｇが胴体２の中心よりもやや下方に位置するため、ロータ３２ＦＬ，３２ＦＲの回転数がロータ３２ＲＬ，３２ＲＲの回転数よりも低い回転数において、機体の前傾方向（機首を下げる方向）のピッチングモーメントと、機体の後傾方向（機首を上げる方向）のピッチングモーメントがバランスする。この前傾方向と後傾方向のピッチングモーメントがバランスするロータ回転数が、基準回転数（「バランス回転数」に相当する）として設定されている。

【0033】

この基準回転数は、フロントロータ１０（ロータ３２ＦＬ，３２ＦＲ）とリアロータ１２（ロータ３２ＲＬ，３２ＲＲ）のそれぞれについて設定される。フロントロータ１０の基準回転数を「フロント基準回転数」、リアロータ１２の基準回転数を「リア基準回転数」とも称す。これらの基準回転数は、ＶＴＯＬ機１の巡航速度に応じてそれぞれ予め設定されるものでもよい。巡航速度が大きくなるほど、その基準回転数は高くなる。

【0034】

例えば、ロータ３２ＦＬ，３２ＦＲの回転数が、ロータ３２ＲＬ，３２ＲＲの５分の１の回転数にてピッチングモーメントがバランスする機体の場合、ロータ３２ＲＬ，３２ＲＲの回転数が２５００ｒｐｍのとき、ロータ３２ＦＬ，３２ＦＲの回転数が５００ｒｐｍにてピッチングモーメントがバランスする。このとき、５００ｒｐｍがロータ３２ＦＬ，３２ＦＲの基準回転数（フロント基準回転数）であり、２５００ｒｐｍがロータ３２ＲＬ，３２ＲＲの基準回転数（リア基準回転数）となる。このように、ロータ３２ＦＬ，３２ＦＲの基準回転数は、ロータ３２ＲＬ，３２ＲＲの回転数に応じて変更され、ロータ３２ＲＬ，３２ＲＲの基準回転数はロータ３２ＦＬ，３２ＦＲの回転数に応じて変更される。

【0035】

したがって、表１に示したように、機体の機首を下げる方向に変更する場合には、ロータ３２ＦＬ，３２ＦＲの回転数をロータ３２ＦＬ，３２ＦＲの基準回転数よりも高くする、又は、ロータ３２ＲＬ，３２ＲＲの回転数をロータ３２ＲＬ，３２ＲＲの基準回転数よりも低くなるように制御する。なお、ロータ３２ＦＬ，３２ＦＲの回転数をロータ３２ＦＬ，３２ＦＲの基準回転数よりも高くし、かつ、ロータ３２ＲＬ，３２ＲＲの回転数をロータ３２ＲＬ，３２ＲＲの基準回転数よりも低くなるように制御してもよい。

【0036】

逆に、機体の機首を上げる方向に変更する場合には、ロータ３２ＦＬ，３２ＦＲの回転数を、ロータ３２ＦＬ，３２ＦＲの基準回転数よりも低くする、又は、ロータ３２ＲＬ，３２ＲＲの回転数をロータ３２ＲＬ，３２ＲＲの基準回転数よりも高くなるように制御する。なお、ロータ３２ＦＬ，３２ＦＲの回転数をロータ３２ＦＬ，３２ＦＲの基準回転数よりも低くする、かつ、ロータ３２ＲＬ，３２ＲＲの回転数をロータ３２ＲＬ，３２ＲＲの基準回転数よりも高くなるように制御してもよい。

【0037】

ヨー姿勢を変更する場合、表２に示す制御がなされる。

【表2】

【0038】

すなわち、機首を右向き方向に変更する場合には、ロータ３２ＦＬ，３２ＲＬの回転数をロータ３２ＦＲ，３２ＲＲよりも高くなるように制御する。逆に、機首を左向き方向に変更する場合には、ロータ３２ＦＬ，３２ＲＬの回転数をロータ３２ＦＲ，３２ＲＲよりも低くなるように制御する。

【0039】

ロール姿勢を変更する場合、表３に示す制御がなされる。

【表3】

【0040】

すなわち、機体が右に傾く方向に変更する場合には、ロータ３２ＦＬ，３２ＲＲの回転数をロータ３２ＦＲ，３２ＲＬの回転数よりも高くなるように制御する。逆に、機体が左に傾く方向に変更する場合には、ロータ３２ＦＬ，３２ＲＲの回転数をロータ３２ＦＲ，３２ＲＬの回転数よりも低くなるように制御する。

【0041】

以上のように、本実施形態によれば、４つのロータ３２ＦＬ，３２ＲＬ，３２ＦＲ，３２ＲＲの回転数を変化させるのみでＶＴＯＬ機１の姿勢を制御できる。すなわち、ＶＴＯＬ機１は固定翼機のような操縦翼面を有していないが、巡航時においてフロントロータ１０とリアロータ１２の高さが異なるため、４つのロータの回転数を制御することで任意の姿勢制御が可能となる。

【0042】

図３（Ｂ）に示すように、ＶＴＯＬモードにおいて、フロントロータ１０は上方を向き、リアロータ１２は下方を向くが、いずれのロータ３２の推力も上向きとなる。４つのロータ３２の推力とＶＴＯＬ機１の重力とのバランスを調整しつつ、ＶＴＯＬ作動を制御することになる。

【0043】

図４（Ａ）および（Ｂ）に示すように、フロントロータユニット３０Ｆの回動軸５０は軸線Ｌ１上にあり、リアロータユニット３０Ｒの回動軸５２は軸線Ｌ２上にある。回動軸５０は、回動軸５２よりも高位置にある。また、巡航時において、フロントロータ１０の軸線Ｌとリアロータ１２の軸線Ｌとが平行となり、かつ、フロントロータ１０の軸線Ｌがリアロータ１２の軸線Ｌよりも高位置となる。そして、フロントロータ１０とリアロータ１２は、巡航モードおよびＶＴＯＬモードのいずれにおいても側面視で胴体２に重なることはない。

【0044】

図６は、ＶＴＯＬ機１の電気的構成を概略的に表すブロック図である。
ＶＴＯＬ機１の制御系は、コントローラ１００を中心に構成される。コントローラ１００は、マイクロコンピュータからなり、各種演算処理を実行するＣＰＵ等のプロセッサ、制御プログラム等を格納するＲＯＭ、データ格納やプログラム実行のためのワークエリアとして利用されるＲＡＭ、電源遮断後も記憶内容を保持する不揮発性メモリ、入出力インタフェース等を備える。コントローラ１００は、胴体２の装備品室１８（図１参照）に設置されている。

【0045】

コントローラ１００は、図示しない通信ラインを介して各ロータユニット３０に接続され、それらを駆動制御する。各ロータユニット３０には、既に説明した第１モータ３４および第２モータ３６のほか、これらのモータを駆動するモータ駆動回路６０、これらのモータの回転状態を検出するための回転センサ６２などが設けられている。本図において、ロータユニット３０ＦＬの要素に「ＦＬ」、ロータユニット３０ＦＲの要素に「ＦＲ」、ロータユニット３０ＲＬの要素に「ＲＬ」、ロータユニット３０ＲＲの要素に「ＲＲ」を付している。なお、各ロータユニット３０には図示略のバッテリが設けられ、モータ駆動回路６０への電力供給がなされる。

【0046】

コントローラ１００は、制御プログラムにしたがって各モータ駆動回路６０に制御信号を出力することにより、各第１モータ３４および各第２モータ３６の回転が制御される。フロントロータユニット３０Ｆの第２モータ３６が駆動されることでフロント偏向機構が制御され、リアロータユニット３０Ｒの第２モータ３６が駆動されることでリア偏向機構が制御される。それにより、巡航モードとＶＴＯＬモードの切り替えがなされる。各第１モータ３４の回転数が調整されることで、ＶＴＯＬ機１の巡航速度の制御がなされ、またピッチ制御、ヨー制御、ロール制御がなされる。

【0047】

回転センサ６２は、第２モータ３６の回転方向や回転回数を表す信号を出力する。コントローラ１００は、この信号を受信することにより、各ロータ３２の姿勢を判定する（つまり巡航状態であるかＶＴＯＬ状態であるかを判定する）。回転センサ６２は、また、第１モータ３４の回転数を表す信号を出力する。コントローラ１００は、この信号を受信することにより、各ロータ３２の回転数が制御目標値に達しているか否かを判定する。

【0048】

ＶＴＯＬ機１にはさらに、ジャイロセンサ７０、加速度センサ７２等の各種センサや、ＧＰＳ受信機７４等の通信機が搭載されており、それらの検出信号や受信信号がコントローラ１００に入力される。コントローラ１００は、ジャイロセンサ７０および加速度センサ７２の検出信号に基づき機体の姿勢を判定できる。ＧＰＳ受信機７４の受信信号に基づき現在の航行位置を判定できる。

【0049】

次に、運転モードの遷移に伴うＶＴＯＬ機１の状態変化について説明する。
図７は、ＶＴＯＬモードから巡航モードへの切替制御を表す図である。図７（Ａ）～（Ｄ）は、その制御過程を示す。図中の矢印は、ロータ３２を経由する気流を示す。

【0050】

ＶＴＯＬモードでは、フロントロータ１０が上方、リアロータ１２が下方を向き、いずれも気流が下方を向くことで上方への推力を生成する。離陸時にはその推力が重力を上回ることで、ＶＴＯＬ機１は上昇できる（図７（Ａ））。このとき、フロントロータ１０の回転平面Ｓ１は、胴体２の上面よりも上方に位置する。リアロータ１２の回転平面Ｓ２は、胴体２の下面よりも下方に位置する。

【0051】

ＶＴＯＬ機１が所定の高度に達すると、フロントロータ１０およびリアロータ１２が同期して回動し、巡航モードへ遷移する（図７（Ｂ），（Ｃ））。このとき、フロントロータ１０は、軸線Ｌ１を中心に胴体２の上方から前方へ向けて傾動するが、回転平面Ｓ１は常に胴体２の外側に位置する。リアロータ１２は、軸線Ｌ２を中心に胴体２の下方から後方へ向けて傾動するが、回転平面Ｓ２は常に胴体２の外側に位置する。

【0052】

こうして両ロータが９０度回動すると、フロントロータ１０は前方を向き、リアロータ１２は後方を向くが、いずれも気流が後方を向くことで前方への推力を生成する（図７（Ｄ））。すなわち、巡航モードとなる。このとき、フロントロータ１０の回転平面Ｓ１は、胴体２の前面よりも前方に位置する。リアロータ１２の回転平面Ｓ２は、胴体２の後面よりも後方に位置する。

【0053】

なお、巡航モードからＶＴＯＬモードへの切り替えについては、逆に、図７（Ｄ）から図７（Ａ）へ戻るような変化を経ることとなる。着陸時にはフロントロータ１０およびリアロータ１２の推力が重力を下回ることで、ＶＴＯＬ機１は下降できる（図７（Ａ））。

【0054】

図８は、ロータの回転平面の変化を表す図である。図８（Ａ）は、運転モード遷移時の回転平面の変化の様子を示す。図８（Ｂ）は、回転平面の変化領域を示す。
図８（Ａ）に示すように、運転モードの切替時には、フロントロータ１０は、軸線Ｌ１を有する回動軸を中心に回動する。フロントロータ１０は、上方を向くＶＴＯＬ状態と前方を向く巡航状態との間の９０度の範囲内（第１範囲内）で機体に対する角度を連続的に変化させる。「第１範囲」は、フロントロータ１０の回転面を胴体２の上方に位置させる角度と、胴体２の前方に位置させる角度を含む。そのフロントロータ１０の回動過程で回転平面Ｓ１が胴体２を横切ることはない。

【0055】

一方、リアロータ１２は、軸線Ｌ２を有する回動軸を中心に回動する。リアロータ１２は、下方を向くＶＴＯＬ状態と後方を向く巡航状態との間の９０度の範囲内（第２範囲内）で機体に対する角度を連続的に変化させる。「第２範囲」は、リアロータ１２の回転面を胴体２の下方に位置させる角度と、胴体２の後方に位置させる角度を含む。そのリアロータ１２の回動過程で回転平面Ｓ２が胴体２を横切ることはない。

【0056】

すなわち、図８（Ｂ）に回転平面Ｓ１，Ｓ２の変化領域を斜線で示すように、回転平面Ｓ１，Ｓ２が胴体２を横切らないよう、フロントロータ１０およびリアロータ１２の機体に対する位置が定められ、その回動方向および回動範囲が定められている。ロータが異物に干渉したとき、その異物はロータの回転平面に沿って飛散すると考えられる。このため、ＶＴＯＬ時、巡航時およびそれらの遷移時の全てを考慮すると、回転平面Ｓ１，Ｓ２の変化領域を異物の飛散領域（飛散の可能性がある領域）と想定できる。本実施形態によれば、異物の飛散領域を胴体２の外部に設定できることとなる。

【0057】

次に、コントローラ１００による制御処理について説明する。
図９は、運転モードの切替処理を表すフローチャートである。本処理は、自律飛行時のリレースイッチによる運転モードの選択入力を契機に実行される。

【0058】

コントローラ１００は、ＶＴＯＬ機１の停止状態からＶＴＯＬモードが選択されると（Ｓ１０のＹ）、ＶＴＯＬ作動を実行する（Ｓ１２）。すなわち、フロントロータ１０を上方、リアロータ１２を下方に向けた状態で各ロータユニット３０の第１モータ３４を駆動し、ＶＴＯＬ機１を離陸させる。

【0059】

ＶＴＯＬ状態から巡航モードが選択されると（Ｓ１０のＮ、Ｓ１４のＹ）、巡航モードへ遷移させる（Ｓ１６）。すなわち、各ロータユニット３０の第２モータ３６を駆動し、フロントロータ１０を上方から前方へ回動させ、リアロータ１２を下方から後方へ回動させる。その後、各ロータユニット３０の第１モータ３４が巡航速度に対応する適切な回転数となるように制御する。

【0060】

巡航状態からＶＴＯＬモードが選択されると（Ｓ１４のＮ、Ｓ１８のＹ）、ＶＴＯＬモードへ遷移させる（Ｓ２０）。すなわち、各ロータユニット３０の第２モータ３６を駆動し、フロントロータ１０を前方から上方へ回動させ、リアロータ１２を後方から下方へ回動させる。その際、各ロータユニット３０の第１モータ３４を着陸に向けた適切な回転数となるように制御する。巡航状態から運転モードの変更要求がなければ（Ｓ１８のＮ）、そのまま巡航モードを継続する（Ｓ２２）。

【0061】

図１０は、機体の姿勢制御処理を表すフローチャートである。本処理は、自律飛行時は図示しないフライトコントローラの出力信号に基づいて実行される。なお、フライトコントローラは、コントローラ１００に備えられてもよい。

【0062】

コントローラ１００は、ピッチ変更が要求されると（Ｓ３０のＹ）、その要求内容に応じて上記表１に示したいずれかの制御を実行する（Ｓ３２）。すなわち、ロータ３２ＦＬ，３２ＦＲ，３２ＲＬ，３２ＲＲのそれぞれの回転数を調整することで、目標とするピッチ姿勢を実現する。

【0063】

一方、ヨー変更が要求されると（Ｓ３０のＮ、Ｓ３４のＹ）、その要求内容に応じて上記表２に示したいずれかの制御を実行する（Ｓ３６）。すなわち、ロータ３２ＦＬ，３２ＦＲ，３２ＲＬ，３２ＲＲのそれぞれの回転数を調整することで、目標とするヨー姿勢を実現する。

【0064】

ロール変更が要求されると（Ｓ３４のＮ、Ｓ３８のＹ）、その要求内容に応じて上記表３に示したいずれかの制御を実行する（Ｓ４０）。すなわち、ロータ３２ＦＬ，３２ＦＲ，３２ＲＬ，３２ＲＲのそれぞれの回転数を調整することで、目標とするロール姿勢を実現する。ロール変更要求でもなければ（Ｓ３８のＮ）、各ロータの回転数をそのまま維持（巡航の場合は基準回転数に制御）し（Ｓ４２）、一旦処理を終了する。

【0065】

以上に説明したように、本実施形態によれば、運転モードの遷移時にフロントロータ１０とリアロータ１２が回動する際、各ロータの回転平面Ｓ１，Ｓ２がいずれも胴体２を横切らないよう、機体に対する各ロータの位置および回動方向が定められている。それにより、万が一いずれかのロータと異物が干渉したとしても、胴体２に損傷を与えることを防止又は抑制できる。その結果、乗客やパイロットの安全はもちろん、胴体２に搭載された計器などの保護を図ることができる。

【0066】

本実施形態では、ＶＴＯＬ機１の軽量化を図るために、フロントロータ１０およびリアロータ１２のいずれにも、半径方向外側の周囲を覆うダクトが設けられていない。ＶＴＯＬ機１は、各ロータのブレードが外部に露出するため、ダクトを有するＶＴＯＬ機と比べて異物と干渉する可能性が高くなるところ、万が一干渉したときに胴体２に悪影響を与えることを抑制できる。

【0067】

［変形例］
（第１変形例）
図１１は、変形例に係るＶＴＯＬ機の構成を表す図である。図１１（Ａ）は正面図、図１１（Ｂ）は側面図である。
図１１（Ａ）に示すように、ＶＴＯＬ機１０１は、胴体２に垂直尾翼が設けられていない。一方、一対の主翼１０４の翼端にフィン１０６Ｌ，１０６Ｒをそれぞれ設けることで巡航時の方向安定性を図る。フィン１０６Ｌ，１０６Ｒは、垂直尾翼に代替されるものであるが、主翼１０４における誘導抵抗を抑制することもできる。

【0068】

図１１（Ｂ）にも示すように、本変形例においても、巡航時において、フロントロータ１０の軸線Ｌとリアロータ１２の軸線Ｌとが平行となり、かつ、フロントロータ１０の軸線Ｌがリアロータ１２の軸線Ｌよりも高位置となる。そして、巡航モード、ＶＴＯＬモードおよびモード遷移時のいずれにおいても、フロントロータ１０とリアロータ１２は、回転平面Ｓ１，Ｓ２がいずれも胴体２を横切らないよう、機体に対する位置および回動方向が定められている。このため、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。

【0069】

（第２変形例）
図１２は、変形例に係る機体の姿勢制御処理を表すフローチャートである。
本変形例では、機体の姿勢制御について、ピッチ、ヨー、ロールを独立して制御する。すなわち、所定の制御周期にて以下のフィードバック制御を繰り返し実行する。

【0070】

コントローラ１００は、フライトコントローラの出力信号に基づき、目標ピッチレート、目標ヨーレートおよび目標ロールレート（つまり目標値）を設定し、各モータの回転数を制御する（Ｓ１３０）。続いて、ジャイロセンサ７０等の検出値に基づいて、実ピッチレート、実ヨーレートおよび実ロールレート（つまり実測値）を検出する（Ｓ１３２）。そして、実ピッチレートと目標ピッチレートとの差、目標ヨーレートと実ヨーレートとの差、および目標ロールレートと実ロールレートとの差（つまり目標値と実測値との偏差）を演算し、それらの偏差がゼロに近づくよう各モータの回転数を調整する（Ｓ１３４）。

【0071】

なお、本発明は上記実施形態や変形例に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。上記実施形態や変形例に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることにより種々の発明を形成してもよい。また、上記実施形態や変形例に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。

【0072】

上記実施形態では、機体と一体の胴体２を「本体モジュール」とし、運転モードにかかわらずロータの回転平面Ｓ１，Ｓ２が胴体２を横切らない構成を例示した。変形例においては、機体に着脱可能なペイロードモジュールを「本体モジュール」としてもよい。「ペイロードモジュール」は、無人モジュールであってもよいし、有人モジュールであってもよい。ペイロードモジュールは、人や荷物、貨物その他の輸送対象を収容するモジュールであってもよいし、荷物や貨物そのものであってもよい。

【0073】

上記実施形態では、ＶＴＯＬ機１としてパイロットが搭乗しない自動運転機（自動操縦機）を例示した。変形例においては、パイロットが搭乗可能な飛行体としてもよい。胴体２の内部のキャビン１６の前部にコックピットが設けられてもよい。パイロットによる操縦と自動操縦の双方が可能であってもよい。上述した運転モードの切替処理は、パイロットによる操作を契機に実行されてもよい。機体の姿勢制御処理もパイロットによる操縦操作に基づいて実行されてもよい。

【0074】

上記第２変形例の姿勢制御処理をパイロットの操縦操作に基づいて実行してもよい。すなわち、パイロットの操縦操作に基づいて目標ピッチレート、目標ヨーレートおよび目標ロールレートを設定してもよい。パイロットによる操縦操作の速度（例えば操縦桿の操作速度）が大きいほど、また操作量が大きいほど、各レートを大きく設定してもよい。

【0075】

上記実施形態では、ＶＴＯＬ機１の重心Ｇが機体の上下方向で胴体２の中心よりもやや下方に位置する構成を例示した。変形例においては、重心Ｇが機体の上下方向で胴体２の中心よりも上方に位置する構成としてもよい。その場合、ロータ３２ＦＬ，３２ＦＲの回転数がロータ３２ＲＬ，３２ＲＲの回転数よりも高い回転数において、機体の前傾方向（機首を下げる方向）のピッチングモーメントと、機体の後傾方向（機首を上げる方向）のピッチングモーメントがバランスする。この前傾方向と後傾方向のピッチングモーメントがバランスするロータ回転数を基準回転数として設定されていればよい。

【0076】

あるいは、重心Ｇが機体の上下方向で胴体２の中心にある構成としてもよい。その場合、ピッチングモーメントがバランスするロータ３２ＦＬ，３２ＦＲ,３２ＲＬ，３２ＲＲの基準回転数（「バランス回転数」に相当する）は同一となる。つまり、ロータ３２ＦＬ，３２ＦＲの回転数が、ロータ３２ＲＬ，３２ＲＲの回転数と同一のときにピッチングモーメントがバランスする。このため、機体の機首を下げる方向に変更する場合には、ロータ３２ＦＬ，３２ＦＲの回転数を、ロータ３２ＲＬ，３２ＲＲの回転数よりも高くすればよく、逆に、機体の機首を上げる方向に変更する場合には、ロータ３２ＦＬ，３２ＦＲの回転数を、ロータ３２ＲＬ，３２ＲＲの回転数よりも低くなるように制御すればよい。

【0077】

上記実施形態では、ＶＴＯＬ機１として乗客が搭乗する有人飛行体を例示したが、パイロット等の乗員や乗客が搭乗しない無人飛行体としてもよい。胴体の内部には装備品室、機器室、貨物室などを設けてもよい。

【0078】

上記実施形態では述べなかったが、ＶＴＯＬ機について予め設定する重要中核部に対応する領域を「破損回避領域」とし、ロータの回転平面がその破損回避領域を横切らないようにしてもよい。「破損回避領域」は、破損が航行に支障を与える部分であってもよいし、乗員や乗客などの人が存在しうる部分であってもよい。あるいは、制御関連装置の搭載部分であってもよい。

【0079】

具体的には、コックピットやキャビンなど飛行時に人が存在しうる空間を重要中核部とし、胴体における対応部分を「破損回避領域」としてもよい。キャビンのみを重要中核部としてもよい。あるいは、「重要中核部」として、飛行制御を司る機器を搭載する空間（装備品室など）を含めてもよい。あるいは、機体において相対的に強度が低い窓などを限定的に「破損回避領域」としてもよい。

【0080】

上記実施形態では、機体に対し、左右に一対のフロントロータと、左右に一対のリアロータを設ける構成を例示した。変形例においては、左右に二対以上のフロントロータ、左右に二対以上のリアロータを設ける構成としてもよい。その場合にも、フロントロータおよびリアロータの回転平面が本体モジュール（あるいは破損回避領域）を横切らない範囲となる構成とする。

【0081】

上記実施形態では、フロントロータの回動範囲（第１範囲）を、上方を向くＶＴＯＬ状態と前方を向く巡航状態との間の９０度の範囲とする例を示した。同様に、リアロータの回動範囲（第２範囲）を、下方を向くＶＴＯＬ状態と後方を向く巡航状態との間の９０度の範囲とする例を示した。変形例においては、第１範囲および第２範囲の一方又は双方を、９０度よりも大きく設定してもよい。すなわち、フロントロータおよびリアロータの一方又は双方の回動可能範囲を９０度よりも大きくしてもよい。ただし、第１範囲は、フロントロータの回転面を本体モジュールの上方に位置させる角度と、本体モジュールの前方に位置させる角度を含むものとする。第２範囲は、リアロータの回転面を本体モジュールの下方に位置させる角度と、本体モジュールの後方に位置させる角度を含むものとする。

【0082】

上記実施形態では胴体に垂直尾翼を設ける構成を示し、上記変形例では垂直尾翼を有さず、主翼の翼端にフィン（翼端小翼）を設ける構成を示した。他の変形例においては、垂直尾翼とフィンの双方を備える構成としてもよい。また、上記実施形態および変形例では述べなかったが、垂直尾翼やフィンは、フロントロータおよびリアロータの回転平面が横切らない位置に配置されるのが好ましい。

【0083】

上記実施形態では、胴体２の下方に常時露出する脚部を有する固定式の車輪８を例示した。変形例においては、車輪を胴体内に収納可能な車輪収納機構を設けてもよい。車輪収納状態において、フロントロータおよびリアロータの回転平面が脚部を横切らない構成としてもよい。このような構成により、ＶＴＯＬ時の機体の上昇過程でロータとの干渉により異物が飛散したとしても、車輪が損傷する確率を低減できる。

【0084】

上記実施形態では、主翼４が胴体２の下部に設けられる構成を例示した。変形例においては、主翼を胴体の上部に設けてもよい。また、上記実施形態では、主翼４を後退翼としたが、楕円翼、矩形翼、テーパ翼その他の翼形状を採用してもよい。

【0085】

上記実施形態では、図５および図６に示したように、第２モータ３６やモータ駆動回路６０をロータユニット３０に内蔵する構成を例示した。変形例においては、第２モータ３６をロッド２４に内蔵させてもよい。また、モータ駆動回路６０をロッド２４に内蔵させてもよい。

【0086】

上記実施形態では、各ロータユニットにはダクト（防護壁）を設けない構成を例示したが、ダクトを設けてもよい。ロータの劣化を抑制するために、ロータの周囲を環状に囲む軽量のダクトを設けてもよい。万が一ダクトが破損するようなことがあっても、フロントロータおよびリアロータの回転平面が本体モジュール（あるいは破損回避領域）を横切らない構成とすることで、上記実施形態と同様の効果が得られる。

【0087】

上記実施形態では、フロントロータ１０を機体の前部かつ上部に設け、リアロータ１２を機体の後部かつ下部に設ける例を示した。変形例においては、機体におけるフロントロータおよびリアロータの少なくとも一方の位置を変更してもよい。例えばフロントロータを機体の前部かつ下部に設け、リアロータを機体の後部かつ上部に設けてもよい。その場合も、フロントロータおよびリアロータの回転平面が本体モジュールを横切らない範囲となる構成とする。

【0088】

上記実施形態では、飛行体としてＶＴＯＬ機を例示したが、「フロントロータおよびリアロータの回転平面が本体モジュールを横切らない範囲となる構成」をＶＴＯＬ機以外の飛行体に適用してもよい。また、「フロントロータおよびリアロータの回転平面が破損回避領域を横切らない範囲となる構成」をＶＴＯＬ機以外の飛行体に適用してもよい。その場合、フロントロータおよびリアロータは、水平軸を中心に回動してもよいし、鉛直軸や傾斜軸その他の軸を中心に回動してもよい。

【0089】

なお、上記実施形態では述べなかったが、フロントロータの回動軸が機体の前部かつ上部に設けられ、リアロータの回動軸が機体の後部かつ下部に設けられることも重要な技術的特徴点といえる。すなわち、特許文献１に記載のように、フロントロータの回転軸とリアロータの回転軸を同じ高さとすると、機体の上下方向に安全領域（破損回避領域）を確保するのが困難となる。つまり、本体モジュールの安全性を確保しつつ本体モジュールの上下寸法（室内空間）を確保するのが困難となる。また、フロントロータの回転軸とリアロータの回転軸を同じ高さとすると、ピッチング方向の姿勢制御においてロータ以外の機構が必要となる（いわゆる操縦翼面を使用せざるを得ず、自律性が劣る）。上記実施形態によれば、このような技術的課題を解決できる。

【0090】

このような飛行体は、以下のように特定できる。
機体の前部に設けられたフロントロータと、
前記機体の後部に設けられたリアロータと、
前記機体に水平に設けられ、前記フロントロータを回動可能に支持する第１回動軸と、
前記機体に水平に設けられ、前記リアロータを回動可能に支持する第２回動軸と、
前記フロントロータを、前記第１回動軸を中心に回動させるフロント機構と、
前記リアロータを、前記第２回動軸を中心に回動させるリア機構と、
を備え、
前記第１回動軸が、前記第２回動軸よりも高い位置に設けられていることを特徴とする飛行体。

【0091】

また、上記実施形態と同様に、フロントロータを主翼よりも高位置に設け、リアロータを主翼の後方に設けることで、フロントロータの気流が主翼に及び難くなる。このため、機体の姿勢に擾乱を与え難いといった利点もある。

【符号の説明】

【0092】

１ ＶＴＯＬ機、２ 胴体、４ 主翼、６ 垂直尾翼、１０ フロントロータ、１２ リアロータ、１６ キャビン、１８ 装備品室、２０ 機器室、２２ 窓、２４Ｆ フロントロッド、２４Ｒ リアロッド、３０Ｆ フロントロータユニット、３０ＦＬ ロータユニット、３０ＦＲ ロータユニット、３０Ｒ リアロータユニット、３０ＲＬ ロータユニット、３０ＲＲ ロータユニット、３２ＦＬ ロータ、３２ＦＲ ロータ、３２ＲＬ ロータ、３２ＲＲ ロータ、３４ 第１モータ、３６ 第２モータ、３８ 回転軸、４２ ブレード、５０ 回動軸、５２ 回動軸、６０ モータ駆動回路、１００ コントローラ、１０１ ＶＴＯＬ機、１０４ 主翼、１０６Ｌ フィン、Ｌ 軸線、Ｓ１ 回転平面、Ｓ２ 回転平面。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】